欧洲强子对撞机首次实现低于外太空的超低温

来源：数字中国网　　时间：2008-08-25

　　physorg.com网站2007年4月10日报道：4月10，位于日内瓦的CERN大型强子对撞机（LHC）的第一部分温度成功的被降到1.9K（-271摄氏度），这比外太空的温度还要低。

尽管只是整个LHC的1/8，但是这个部分已经是世界上最大的超导设备了。整个LHC环有27公里，它需要被冷却到这一超低温，从而将质子束在超导态下聚焦。这一状态能保证不存在电阻，进而用相对较小的磁体得到一个强大的磁场。事实上，控制两束以近光速运动的质子束，并将它们聚焦并不是一件容易的事。

大约1650个主要磁体需要在超导态下运行，这是一个很大的技术挑战。实现降温有3个主要步骤，其中还包括很多测试和检查。第一步，LHC将被冷却到 80K，略高于液氮温度。在这一温度下材料将发生热收缩的90%，对于钢结构而言是每米收缩3毫米。LHC每个部分大约长3.3米，那么它们会收缩9.9 米。为了补偿这些收缩，在特殊位置科学家装配了一些设备。测试证明冷却后没有发生硬件的破损。

第二阶段是利用大型冷却机将LHC冷却到4.5K，每个部分都有自己的冷却机，而且每个磁体都充满的液氦，选用液氦作为冷冻剂是因为它是唯一在如此低温条件下仍然保持液态的元素。

最后，需要一个精密的泵系统降低氦的压力，将磁体冷却到1.9K。其中用到了两种压缩机，达到了15毫巴压力。1.9K条件下，超导材料的效率大大提高，且氦变成了超流体，能实现无粘性的流动。